高溫大壓力傳感器研究現(xiàn)狀

一般地，當壓力范圍在10～100 MPa之間時，稱之為大壓力，大于100 MPa的壓力為超大壓力。高溫壓力傳感器是指在高于125℃環(huán)境下能正常工作的壓力傳感器[1]。

近年來，PN7294壓力傳感器，隨著MEMS技術(shù)的發(fā)展，微機械壓力傳感器由于其具有體積小、功耗低、成本低等優(yōu)勢，而得到了廣泛的應用[1，2]。然而，該類傳感器在超過120℃環(huán)境下使用時，會由于內(nèi)部PN結(jié)出現(xiàn)漏電而導致傳感器性能急劇下降，進而導致失效[3，4，5，6]。因此，如何把MEMS技術(shù)的優(yōu)勢和現(xiàn)有的技術(shù)相結(jié)合，通過改進工藝、選擇新型的耐高溫材料，進而克服MEMS傳感器的上述缺點，成為目前國內(nèi)外研究的重中之重。該研究目前也取得了巨大進展，多種類型材料組合形成的新型敏感元件紛紛問世。

壓力傳感器如何抗干擾

低頻磁屏蔽

干擾如為低頻磁場，這時的電渦流現(xiàn)象不太明顯，只用上述方法抗干擾效果并不太好，因此必須采用采用高導磁材料作屏蔽層，以便把低頻干擾磁感線限制在磁阻很小的磁屏蔽層內(nèi)部。使被保護電路免受低頻磁場耦合干擾的影響。這種屏蔽方法一般稱為低頻磁屏蔽。壓力傳感器檢測儀器的鐵皮外殼就起低頻磁屏蔽的作用。若進一步將其接地，又同時起靜電屏蔽和電磁屏蔽的作用。

基于以上三種常用的屏蔽技術(shù)，因此在干擾比較嚴重的她方，可以采用復合屏蔽電纜，即外層是低頻磁屏蔽層。內(nèi)層是電磁屏蔽層達到雙重屏蔽的作用。例如電容式壓力傳感器在實際測量時其寄生電容是必須解決的關鍵問題，否則其傳輸效率、靈敏度都要變低。必須對壓力傳感器進行靜電屏蔽，而其電極引出線就采用雙層屏蔽技術(shù)，一般稱之為驅(qū)動電纜技術(shù)。用這種方法可以有效的克服壓力傳感器在使用過程中的寄生電容。

大多數(shù)壓力傳感器的靜態(tài)特性與環(huán)境溫度有著密切的聯(lián)系。實際工作中由于傳感器的工作環(huán)境溫度變化較大．又由于溫度變化引起的熱輸出也較大，這將會帶來較大的測量誤差；繼而影響到壓力傳感器的靜態(tài)特性，所以設計中必須采取措施以減少或消除溫度變化帶來的測量影響。

壓力傳感器是把壓力的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化來進行測量的，通常壓力傳感器輸出的微小信號需通過后續(xù)的放大器進行放大，再傳輸給處理電路才能進行壓力的檢測。其阻值隨壓力的變化而變化。在傳感器的應用中，為使傳感器的技術(shù)指標及性能不受溫度變化影響而采取一系列具體技術(shù)措施。稱為溫度補償技術(shù)。一般傳感器都在標準溫度(20±5)℃下標定，但其工作環(huán)境溫度也可能由零下幾十攝氏度升到零上幾十攝氏度。傳感器由多個環(huán)節(jié)組成。尤其是金屬材料和半導體材料制成的敏感元件，其靜特性與溫度有著密切的關系。信號調(diào)理電路的電阻、電容等元件特性基本不隨溫度變化。所以必須采取有效措施以抵消或減弱溫度變化對傳感器特性造成的影響。即必須進行壓力傳感器的溫度補償。

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